浅析现代采矿理念与充填采矿

李晓明

摘要：现代采矿是指实现既能最大限度地高效采出煤炭资源又能保证安全和保护环境的开采技术，现代化采矿主要包括机械化高效开采、绿色开采、安全开采等，为了使煤炭开采业健康发展，实现现代化采矿和加强充填采矿的应用尤为重要。

关键词：现代采矿理念；充填采矿；高效开采；安全

引言

我国属于矿产资源大国，并且现阶段正处于高速发展阶段，社会各个生产领域矿产资源需求量越来越大。以前采用的传统采矿模式一般没有重视自然环境的保护，所以实际开发矿产资源的过程中给环境带来了很大的破坏，我国想要实现可持续发展目标，就应该对环境污染、破坏进行有效的防治。在该发展背景下，绿色采矿理念就应运而生，同时是现代采矿工作中的一个核心理念。现代采矿理念的正确引导产生了各种新的安全、绿色以及有效采矿技术，其中就包含有填充采矿技术，并且得到了普遍应用。

一 现代理念下的绿色采矿

绿色采矿能够使采矿中的废料最大限度的排出，全面提高资源综合利用率，而且还能降低矿产资源开采中带来的负面影响。其基本内涵有三个：首先，使资源的综合利用程度能够提高，回收低品位矿石能有规划地进行，做到既要充分回收可利用矿物，又要实行保护性的良性开采；其次，实现废料排放最低化，在采矿过程中，应尽可能地降低废气、尾气产出排放量，削弱采矿对环境的污染和危害，减弱或者消除地表沉降导致的人文生态环境的破坏；最后，推动废料的资源化，实现废料的回收再利用。

二 传统采矿理念和现代采矿理念的区别

其一，传统开采在安全作为不足，而现代采矿理念以人为本、创新安保。首先传统煤矿开采中，一直采用传统的保护措施，而又在保护措施的经济性与安全保障能力之间摇摆，有时甚至抱着一种听天由命的态度，用陈旧的安保措施做了基础工作，就侥幸地盼望不要发生事故，而没有去下功夫、投资去发展更加可靠地安全措施，同时也没有考虑到长远的和间接地安全因素。现代采矿理念则是本着不断改进与绿色安全的理念，采用更新式的安保技术和安保管理；其二，传统采矿理念，关注的重点是经济效益，秉承一种先污染后治理的态度，现代采矿理念，经济效益与生态效益并重。传统的采矿作业产生的大量固体废弃物污染地表难以治理，地下产生大量采空区导致沉降，帶来了深远的负面影响。而现代采矿理念的核心理念之一是绿色采矿，在开采的同时就采取各种措施，尽可能在污染与破坏萌芽阶段就用最小的代价将之处理。

三 充填采矿技术内涵和填充形式

充填采矿技术是人工支护采矿技术的一种，在不断进行开采掘进的同时，将充填材料同时填充到采空区。

3.1膏体充填

膏体充填必须将煤灰粉、炉渣、煤矸石、劣质土、建筑垃圾等固体废物材料在地面进行加工，待成不脱水膏状时，通过泵压或重力作用下经过管道输送到采煤工作面。膏体充填技术具有环保、安全、高采出的特点。

3.2超高水材料充填

为了使充填材料能够得到广泛的利用，我国陆续研发了超高水充填技术。在20世纪80年代的中期，我国的矿业大学研发成功出一种新的充填材料，这种充填材料是ZDK高水速凝材料。该材料充填系统简单，占地少，可将泵送系统建于井下，方便使用。

3.3固体物充填

固体物充填技术具有充填开采的成本低、材料来源广泛、矸石不升井等优点，利用井下掘进矸石来进行充填。充填物主要以煤灰、黄土、破碎的矸石及固体废弃物为充填材料。

四 充填采矿技术优势

4.1消除地表沉降、改善采矿应力环境

充填技术可有效支撑采空区围岩、防止其变形，并能有效防止大规模的移位发生。充填技术可在充填的过程中使新的工作面快速形成，为后续工作提供了便利的环境，使采充循环周期最大限度地缩短了，全面提高采矿综合生产能力。它还能有效阻止岩层大幅度位移，从而使得在水体下、建筑物下开展采矿作业能够实现，还能有效保护地表，保护好生态环境。采空区周围二次应力分布的状况通过充填体能得到显著改善，从而使矿柱围岩自身的稳定性提高。

4.2降排功能

随着矿产资源被大规模的开发破坏，产生了大量的粉煤灰、冶炼渣、煤矸石以及废石等固体废料，我国的工业废弃物中大部分也是这几类固体废料，占总体废弃物的百分之八十五左右。如果这些固体废弃物能进行回收利用，把它们当成充填物再填充到地下，不仅减少了这些废料的污染，还可以充分体现矿产资源被合理的利用。充填技术的支持对矿山开采环境的改善和矿区环境的污染的解决都起了不可替代的巨大作用。

4.3低贫损开采功能和保护远景资源功能

低贫损开采功能和保护远景资源功能，主要表现在以下几个方面：其一，在各种角度、薄厚、复杂多变的矿体中能够科学运用胶结充填采矿技术，尤其是针对较为厚大的矿体，将会积极提升矿柱回收效率以及保证出矿质量，因此能够最大程度对矿石进行回收；其二，对于难采复杂的矿床可以通过充填采矿技术为其提供强大的技术支持；其三，对下部优先开采或者底盘富矿的矿山通过充填采矿技术形成采富保贫，而不会损失与破坏矿产资源。

五 充填采矿的发展对策

5.1不断创新充填设备

现阶段，因为矿区充填设备比较落后，所使用的充填系统具有比较低的自动控制以及自动化水平，对充填技术的有效发展造成了不良影响，同时也降低了实际充填效率以及填充质量。因此，需要对高效填充作业以及高浓度传输设备进行不断的研制，同时通过压排设备对各段压力进行有效调节，防止出现堵管问题。

5.2构建完善的充填管理以及检查制度

对充填工作进行有效的监督管理，编制针对性比较强的解决方案来处理充填采矿技术实际实施中产生的问题，同时通过现代化检测设备对充填区域进行定期检测，以此来确保充填质量。想要确保所使用的充填材料质量合格，就应该在充填站应用各种先进电子设备以及机械。大部分充填站都建在矿区里面或者是附近区域，填充站是地表设施，同时也是生产充填料的关键场所，有效应用胶结计量、阀、泵以及流量计等装置，通过电子控制方式进行控制，能够有效提升材料生产效率。

结语

工业快速发展的今天对矿产资源的需求量也日益上升，大力开采矿产资源的同时所带来的环境污染和资源浪费的问题也逐渐增多，如何能使环境与开采之间平等将成为现在首要解决的问题。而绿色采矿和充填采矿的运用无疑是给采矿行业带来了福音，在人们逐渐意识到对环境的保护与资源的合理开发不可分割的同时，全面推广充填技术与绿色采矿可为是最主要的目标，努力将理念结合实际，使我国的煤矿事业更上一层楼。

参考文献

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